智利研究人员在南美洲西南岸发现一个巨大的“微生物席”，覆盖面积相当于希腊。“微生物席”是在最小含氧层所在深度发现的。微生物在海洋生物量中的比重最高估计可达到90%。国际海洋生物普查计划为期10年，将于2010年10月公布其普查结果。

微生物席-普查发现

微生物席-普查对象

微生物席-科学研究

微生物席-信息采集

微生物席的形成及演化

微生物席-普查发现

研究人员表示这只管海葵幼虫已开始像成年个体那样利用触须捕食猎物。位于图片中部的是它的腹部，颜色较暗说明它最近吃过东西。

根据科学家上世纪50年代作出的估计，每升海水中的微生物细胞数量在10万个左右。借助于更为先进的现代技术，研究人员现在得出的微生物数量接近10亿。根据他们的计算，海洋微生物的总重量估计相当于2400亿头非洲象。

此次海洋生物普查中，智利研究人员在南美洲西南岸发现一个巨大的“微生物席”，覆盖面积相当于希腊。“微生物席”是在最小含氧层所在深度发现的。所谓的最小含氧层是指含氧量极低的区域或者无氧区域。根据研究人员的发现，这些微生物以硫化氢为食。硫化氢对绝大多数生物具有毒性，是无氧环境下的有机物质分解产物。

国际海洋微生物普查计划(以下简称ICoMM)负责人麦切·索基恩表示：“其他任何海洋生物的数量都无法与此次普查发现的微生物数量相提并论。科学家正在发现一系列新的海洋微生物并对其进行描述，这些微生物无论是从多样性还是丰富性方面都达到令人吃惊的程度。”

微生物席-普查对象

图片中的这个幼仔身长只有0.25毫米左右。

CoML共有4个项目，ICoMM只是其中之一，普查对象为“难以用肉眼观察”的海洋微生物。由荷兰和美国研究人员构成的普查组在超过1200个区域收集样本，最终编辑整理的数据集涵盖的DNA序列数量超过1800万个。

CoML项目研究员表示基于分子特征的海洋微生物种类达到10亿种左右。他们指出微生物对海洋生物的可持续性至关重要，它们在海洋生物呼吸作用中的贡献率达到95%左右。CoML综合组负责人保罗·斯奈格拉维表示：“它们在维持海洋正常运转方面发挥了重要作用。毫无疑问，如果没有微生物的参与，海洋中的生物乃至地球上的生物将很快走向灭亡。”

微生物席-科学研究

科学家表示acantharians可能是4种生活在海洋开放水域的大型变形虫之一。它们的骨骼由单晶硫酸锶构成，这种物质会在细胞死后迅速溶解于海水中。

这个研究小组由CoML科学筹划指导委员会副主席领导，他表示“微生物席”与一个存在于25亿年至6.5亿年前的生态系统类似。除了聚焦微生物外，参与普查项目的科学家同样对浮游动物种群的多样性进行了评估。期间，他们在深海平原、热液喷口以及渗漏区采集样本。

斯奈格拉维表示，借助于最近取得的技术进步，科学家才得以对“难以用肉眼观察”的微生物进行研究。他在接受BBC News采访时说：“在研究微生物过程中，我们很难进行分辨，因为它们的个头太小并且看上去一模一样。我们现在知道海洋中看似相同的微生物实际上存在巨大差异。过去10年时间里，我们在相关技术帮助下开始解答‘它们是什么’以及‘做什么’的问题。”

微生物席-信息采集

此次海洋生物普查过程中，科学家发现的其中一个新物种就是图片中的这个“鱿鱼虫”，生活在西里伯斯海海下2800米的区域。

斯奈格拉维称不同项目组获取的信息将被输入一个名为“海洋生物地理信息系统”(以下简称Obis)的开放式数据库。他说：“参与普查计划的每一个人都赞同将他们获取的数据输入这个数据库的做法。”目前，全世界的网民都可以通过互联网访问Obis。这个数据库当前的记录超过2700万个，涵盖超过11万种海洋生物。网民可通过数据库获取大量信息，其中包括海洋生物的细节，发现区域以及所在区域深度。

斯奈格拉维说：“这种方式有助于丰富这个全球海洋生物多样性数据集。在数据库的帮助下，人们可以验证有关海洋生物的各种猜测，例如生活在什么地方，哪些区域是生物多样性的热区和冷区。我认为未来的这个数据库将拥有极为丰富的内容，帮助人们获取自己希望的信息。”一份最终的综合报告将于10月初公布。随着报告的公布，这项为期10年由超过来自80多个国家的2000多名科学家参与的普查项目也宣告结束。

微生物席的形成及演化

微生物席一般生长在不同种物质交界面，尤其是浸没的或者潮湿的物体表面，极少数也存在于干旱的沙漠之中。微生物席通常虽然最多只有数厘米厚，但在这么小的尺度范围内却创造了较为宽泛的化学环境梯度，从最上层的富氧层到最底层的严格厌氧层，提供了多种多样的生态位可供生态类型各异的种群定居。这也是微生物席不仅结构繁杂，而且种群组成复杂多样的主要原因。在潮湿的条件下，微生物席各组成部分被席内某些微生物分泌的粘液状物质粘附在一起;也有在很多情况下，微生物席内所有微生物形成错综复杂的网状结构;最常见的微生物席的物理形态为扁平状、短柱型—叠层石，也有圆形的微生物席的分布。

根据地球上己有的化石记录，微生物席是地球上最早的生命形态，距今大概35亿年前。微生物席自从出现以后，就成为地球生态系统中最为重要的成员和生态系统的重要维持者。生命起源“海底起源说”认为，生命起源于海底热烟囱或者说海底热液口附近，这些最古老的生命形态生活在高温(热泉口附近温度高达300℃以上)、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中，他们或者属于化能自养细菌或古细菌—利用氧化热泉喷出的还原性硫化物(如H2S，Na2S等)得到的能量来还原CO2成为简单的有机物，或者属子光能自养型细菌或古细菌—能够吸收利用热烟囱释放的热红外光获取能量，从而进行一些简单的代谢活动。经过漫长地质历史岁月的演化，当这些原始生命祖先的色素在不断得到改进和提升之后，能够捕获并利用自然界存在范围更为普遍的光能(如可见光，波长范围大概位于350-700nm)的时候，微生物席就不再局限于海底热烟囱或者海底热液口周围，而是逐渐向范围宽广的光照区扩展。

美国亚利桑那州立大学教授Blankenship分析研究了细菌叶绿素DNA的分子进化关系以及细菌叶绿素的合成机制，认为非产氧型的光合作用最早应产生于紫色细菌，而产氧型光合作用则起源于蓝细菌。紫色细菌不能产生和利用氧气，而蓝细菌则能够产生和利用氧，这使得微生物席的典型结构从上到下一般可分为三层:最上层是包含大量蓝细菌的富氧层;中间是含有大量能够耐受氧毒的紫细菌层;最下层是严格厌氧层，主要由产甲烷菌和硫酸盐还原菌组成。当然，这三层只是认为对微生物席进行的划分，三层之间并没有径渭分明的界限，每两层之间均含有一个过渡层。产氧型光合作用的出现，极大地增加了大气中自由氧的浓度。因此，微生物席在能够耐受氧毒害作用和利用氧进行能量代谢的微生物进化过程中扮演着主要角色。对于那些不适应氧的微生物而言，氧具有很强的毒害性，而氧耐受性微生物则完全不然，氧不但对这些微生物毫无害处，氧的出现反而大大提高了这些生物的代谢效率。伴随着代谢效率的大幅度提高，耐氧生物和需氧生物在生物圈中的竞争优势逐渐变得明显起来。随着寒武纪生物大爆发，大量微生物席结构遭到破坏，地球生物圈被更高级、代谢更复杂、代谢效率也更高的动植物所统治，微生物席在地球上似乎完全消失了。然而，寒武纪的生物大爆发对微生物席而言绝非灭顶之灾:一方面，在很多极端环境条件下，如强酸、强碱、高盐、高温、高压、高/低pH等，微生物席都被很好地保存再来;另一方面，微生物占地球上所有活生物量的99%以上，而且其中大部分是以生物膜和微生物席中的成员存在的。由此，我们可以说，微生物席并没有从地球上消失了，而是“躲藏”到了那些普通生物难以企及的极端恶劣的生态环境之中了。在这些极端的生境中，生态环境条件比较单一，生态压力较小，再加上某些极端微生物代谢速率非常缓慢(如寡营养微生物)，虽经过漫长的地质历史时期，微生物席中的生物极有可能未发生特别大的变化。从这个意义上说，我们研究极端环境下的微生物席，对于揭示生物圈起源的奥秘，阐明生物多样性形成的机制，认识生命的极限条件及其与环境的相互作用的规律等等，都具有极为重要的科学意义。另外，极端微生物中发现的适应极端恶劣环境条件机制，还将成为人类在浩瀚的宇宙太空中寻找地外生命的理论依据。

微生物席-相关资料

叠层石

叠层石主要是由原核生物（包括蓝造、光合细菌及其他微生物）周期性的生命活动所引起的矿物沉积和胶结作用形成的叠层状生物沉积构造，形成叠层石的微生物群落称为微生物席。叠层石代表了地球上最古老和最原始的微生物生态系统，最老的叠层石可以追溯到35亿年前的早太古代，最古老的原核生物化市就发现于澳大利亚西部距今35亿年的瓦拉伍纳群（warrawoona group）硅质叠层石中。迄今为止，已经在澳大利亚、北美和南非十几个地点、年龄超过25亿年的太古宙沉积岩石中发现了叠层石；而元古宙的叠层石分布更加广泛，在全球范围内，几乎所有的元古宙碳酸盐沉积中都产出丰富多样的叠层石；在末元古代大冰期以后，由于地球环境的巨变和后生动物的兴起，引发了整个海洋生态系统的重建，地球上自生命起源以来建立的、长达30亿年的、以原核微生物为主体的叠层石生物生态系统迅速被以真核多细胞生物为主体的高级生态系统所取代；自显生宙之后，直达现代，只有在一些特殊的环境中，才可寻觅到叠层石的踪迹。

在地球早期的海洋中，组成叠层石的微生物群落参与了地球早期元素的氧化和还原反应，转移和积聚化学能和太阳能，在代谢过程中固定二氧化碳并释放氧，把早期地球的还原性大气圈逐渐变成氧化性大气圈，并为以后真核生物的出现和生物的多细胞化奠定了基础。